NexusBot機器人主題介紹

適合4 - 6年級

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— 什麼是NexusBot? —

這個課程是在教小朋友活用之前學過的硬體知識與程式設計技巧來控制人型、輪型機器人來完成指定的任務。另一方面為了銜接國中的資訊課程，我們會透過桌遊、紙筆實作與軟體資源，讓講解國小生也聽得懂的AI相關知識。

為什麼要學NexusBot?

AI應用的領域非常多元，即使我們不用成為AI專家，但對AI有基礎的認識絕對是有利無弊。無獨有偶，教育部、鴻海基金會也在近年陸續推出給學生的AI學習書，可見其重要性，所以我們也製作了一系列適合國小生的AI教材，搭配操控機器人實作，讓孩子們可以獲得最全面的AI與機器人控制的相關知識。

NexusBot 學什麼?

人工智慧很重要的其中一環就是資料處理與演算法，所以我們在課程中會用淺白的方式教孩子如決策樹、階層式分群法、冒泡排序等著名的演算法。機器人程式方面會學習透過遙控或自動的方式完成指令，將會充分運用到迴圈、陣列、條件判斷、函式、事件、變數等程式概念。自然方面，電學、電與磁、聲音與波是本冊的重點也是硬體控制很重要的一環。最後我們將帶孩子探討能源與環境保護這個急迫且重要的科技與人文議題。一言以蔽之，本課程旨在承先啟後──統整之前所學過的硬體與編程知識，並且加入較難的AI與演算法知識，為國中的程式課程超前佈署。

— 招生對象 —

4 - 6年級

— 學習目標及內容 —

使用中階程式觀念操控多軸馬達與各式模組，用來製作人形、輪型機器人；並藉由動手實作演算法與操作Google AI Experiments、手寫辨識系統來了解AI技術的實際應用。

— CSTA指標 —

CSTA學習指標

演算法：1B-AP-08 對於同一種任務，能在多種演算法中比較並改良，終能決定出最合適的演算法。
2-AP-10 透過流程圖或虛擬碼，以演算法的形式來描述複雜的問題。
變數：1B-AP-09 創建一個可以使用變數去儲存與修改資料的程式。
控制：1B-AP-10 建立一個包含序列、事件、迴圈、條件式的程式。
模組化：1B-AP-12修正或整合既有程式的部分內容到目前的個人專案中，藉以開發出新事物或是增加更多進階的特色。
程式開發：1B-AP-13 使用迭代/反覆流程，並考量他人的觀點和使用者偏好的進行程式開發規劃。
1A-AP-14 在包含序列和簡易迴圈的演算法或程式中進行除錯。
1B-AP-15 測試並且除錯確保演算法和程式能照預想的方向進行。

— STEAM學習內容 —

學習內容1

本冊的重點在於使用程式控制機器人，讓機器人透過遙控或自動的方式完成指令，將會充分運用到迴圈、陣列、條件判斷、函式、事件、變數等程式概念。同時，我們要認識四種演算法，包含：冒泡排序、二元桶排序、尋找最短路徑與貪婪演算法，強化我們的運算思維。
自然科學方面，聲音與波、電與磁是本冊的重點，也和機器人的部分控制有所關連。數學中的比例、質數單元我們將透過程式進行幾何繪圖與撰寫質數篩選機來深入學習。

學習內容2

本書的重點在於用淺白的方式讓國小學生了解AI技術的歷史、演變、應用、實作與反思。演算法中，我們將實作多分法、決策樹與階層式分群法。
AI操作體驗方面，我們將學習操作AI學習機、深度學習模型與手寫辨識系統。資料表示、處理與分析方面，我們會學習資料預處理、資料特徵與縮放、敘述統計以及如何用圖表呈現資料的技巧。